【阵列信号处理01--基本概念及知识补充】

基本概念

1、阵列信号处理是指将一组传感器按一定方式布置在空间不同位置上，形成传感器阵列，用传感器阵列来接收空间信号，即相当于对空间分布的场信号采样，得到信号源的空间离散观测数据。
2、阵列信号处理的目的：通过对阵列接收的信号进行处理，增强有用信号，抑制无用的干扰和噪声，并提取有用的信号特征及信号所包含的信息。
3、阵列信号处理研究的主要问题
（1）波束形成技术—使阵列天线方向图的主瓣指向所需的方向，将干扰置零。
（2）空间谱估计—对空间信号波达方向的分布进行超分辨估计。
（3）信号源定位—确定阵列到阵源的仰角和方位角，甚至频率、时延和距离等。
（4）信源分离—确定各个信源发射的信号波形。各个信源从不同方向到达阵列，这一事实使得这些信号波形得以分离，即使它们在时域和频域是叠加的。

知识补充

1、电磁波
（1）由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波，是以波动的形式传播的电磁场，具有波粒二象性。
（2）速度为光速。
（3）电磁波伴随的电场方向，磁场方向，传播方向三者互相垂直，因此电磁波是横波。
（4）电磁波谱图

2、无线电波或射频波是指在自由空间(包括空气和真空)传播的电磁波，其波长大于1m，频率小于300MHz。
3、导行波：由传输线所引导的，能沿一定方向传播的电磁波。
4、天线（antenna）
（1）天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。
（2）无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。
（3）此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。一般天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线。同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。这就是天线的互易定理。
5、相控阵（phased array）
（1）相控阵即相位补偿(或延时补偿)基阵，它既可用以接收，也可用以发射。
（2）其工作原理是对按一定规律排列的基阵阵元的信号均加以适当的移相(或延时)以获得阵波束的偏转,在不同方位上同时进行相位(或延时)补偿,即可获得多波束。
（3）其优点是，不必用机械转动基阵就可在所要观察的空间范围内实现波束的电扫描，非常方便灵活。同时，基阵的尺寸便可做得大一些以提高空间增益。
6、移相器（phaser）对波的相位进行调整的一种装置。是一种控制信号相位变化的控制元件。
7、雷达（radar）
雷达，是英文Radar的音译，源于radio detection and ranging的缩写，意思为"无线电探测和测距"，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。因此，雷达也被称为"无线电定位"。雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。

参考书籍：阵列信号处理及MATLAB实现（第2版）张小飞李建峰徐大专等著